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近日，愛荷華州立大學的科學家們正在使用3D打印來制作石墨烯傳感器，這種傳感器可以用來收集關于農作物用水的數據。傳感器也可以用于生物醫學診斷、建筑和其他領域。

利用一種技術可以產生精確的小至百萬分之五十米的石墨烯圖案，您可能會想知道為什么愛荷華州立大學正在使用這種技術為植物生產“紋身傳感器”。

答案在于數據收集。通過將石墨烯傳感器附加到植物上，愛荷華州立大學的科學家可以向研究人員和農民提供新的數據，幫助他們更好地了解植物背后的自然過程，并利用這些知識產生更好的結果-學術或商業。

愛荷華州植物科學家Patrick Schnable說：“借助這樣的工具，我們可以開始培育更高效利用水的植物。我們以前不能這樣做。但是一旦我們能夠衡量一些東西，我們就可以開始培育它了。”

這種微小的植物傳感器是由石墨烯制成的，這是一種原子厚的碳，它堅固而穩定，是一個很好的導體。這是一個非常有用的材料，但是操作起來相對困難，這意味著科學家們一直在尋找新的方法來充分利用該材料。

愛荷華州的研究人員試圖在磁帶上制作復雜的石墨烯圖案，并且在3D打印的幫助下完成了這項工作。這個過程開始于一位科學家在聚合物塊表面上制作凹凸圖案，使用3D打印機或者模制工藝。這提供了起點。接下來，將液體石墨烯溶液施加到塊上，填充凹進的圖案。

然后可以用磁帶去除多余的石墨烯，然后再使用另一條磁帶從石墨塊上精確地去除石墨烯圖案。最終的結果是一條完整的復雜3D打印石墨烯圖案的磁帶。這是一個可以導致高分辨率石墨烯排列的過程。可以使用這種工藝制作百萬分之一米寬的，或者是人類頭發寬度的二十分之一的圖案，從而產生具有高度靈敏度的傳感器。

這也是一個非常實惠的過程，可以吸引不同的用戶：“這個制作過程非常簡單，”愛荷華州電氣和計算機工程副教授Liang Dong說。“你只需用磁帶來制造這些傳感器。成本只用美分來計算。”

在制造植物傳感器時，研究人員使用對水蒸汽高度敏感的氧化石墨烯，通過改變其電導率來響應水蒸氣的存在。這意味著傳感器可以用來精確測量葉片的蒸騰（水蒸氣釋放）。

粘附式植物傳感器已經在實驗室和現場實驗中成功地進行了測試，如果研究小組獲得傳感器技術專利，可以進一步發展。該技術的商業化也得到了EnGeniousAg的同意。科學家對石墨烯傳感器的潛力充滿信心，石墨烯傳感器除了研究作物之外，還可以用于其他領域，如生物醫學診斷、檢查建筑物的結構完整性、監測環境、檢測作物是否有疾病或殺蟲劑等等。

然而，現在，研究人員希望把大部分精力集中在他們開發的電站傳感器上。

Dong先生說：“迄今為止，我們測試的基于磁帶的傳感器最令人興奮的應用是工廠傳感器。植物可穿戴電子傳感器的概念是全新的。植物傳感器非常小，可以檢測植物的蒸騰作用，但不會影響植物生長或作物生產。”

（來源：科技傳媒網）